閉合回路歐姆定律(二)

閉合回路歐姆定律（二）第一部分：知識點講解一、電流表的內(nèi)接和外接在電學(xué)實驗中通常需要用電器兩端的電壓和通過用電器的電流，這時要利用伏安法測電阻，通常用伏安法測電阻時，可采用如圖所示的兩種接法：電流表外接法電流表內(nèi)接法1、分析：【電流表外接法】用R真、R測分別表示待測電阻Rx測量值，RA、RV分別表示電流表和電壓表的內(nèi)阻。由此可看出，測量值小于真實值所以，當(dāng)RV>>Rx時，R測越接近R真，誤差越小?！倦娏鞅硗饨臃ā坑肦真、R測分別表示待測電阻Rx測量值，RA、RV分別表示電流表和電壓表的內(nèi)阻。由此可看出，測量值大于真實值所以，當(dāng)Rx>>RA時，R測越接近R真，誤差越小。2、電流表內(nèi)、外接判斷方法：=1\*GB2⑴采用電流表內(nèi)接法的條件：Rx>>RA；采用電流表外接法的條件：Rv>>Rx=2\*GB2⑵當(dāng)不滿足Rx>>RA和Rv>>Rx關(guān)系時：當(dāng)（即Rx大電阻)時用內(nèi)接法。當(dāng)（即Rx小電阻)時用外接法。當(dāng)時，用內(nèi)、外接法均可。=3\*GB2⑶實驗試探法：若伏特表示數(shù)變化比例大，即宜外接若安培表示數(shù)變化比例大，即宜內(nèi)接3、規(guī)律口訣：大內(nèi)小外含義:a:大電阻用內(nèi)接法，小電阻用外接法。b:內(nèi)接法測量值偏大，外接法測量值偏小。即用內(nèi)接法用外接法．二、滑動變阻器的限流式和分壓式接法⑵分壓式接法⑵分壓式接法⑴限流式接法⑴限流式接法1．通過改變變阻器電阻來改變電路中的電流，以控制電路中的電流——限流式；如圖1所示，當(dāng)滑動頭P從右端向左移動過程，滑動變阻器電阻逐漸減小，電路中的電流逐漸增大，變阻器起控制電路電流作用。注意：實驗開始時應(yīng)使滑動變阻器連入電路的電阻最大。2．通過變阻器改變電阻來改變用電器兩端的電壓，起調(diào)壓器的作用——分壓式。如圖2所示，電阻R與變阻器左邊電阻并聯(lián),用電器與左邊電阻的電壓相等，改變P的位置改變用電器R兩端電壓，實現(xiàn)調(diào)制電壓作用。3．電壓和電流的調(diào)節(jié)范圍⑴限流式接法電壓范圍：；電流范圍：。（上式中：R為用電器的電阻，Rp為滑動變阻器的全電阻。）可見：限流電路的調(diào)節(jié)范圍與Rp有關(guān)。在電源電壓U和用電器電阻R一定時，Rp越大，用電器上電壓和電流的調(diào)節(jié)范圍也越大；當(dāng)Rp比R小得多時，用電器上的電壓和電流的調(diào)節(jié)范圍都很小。⑵分壓式接法電壓范圍：；電流范圍：?？梢姡悍謮菏浇臃ǖ碾妷汉碗娏鞯恼{(diào)節(jié)范圍與滑動變阻器Rp無關(guān)。4．兩種電路的比較：⑴分壓電路的電流和電壓調(diào)節(jié)范圍都大于限流電路的調(diào)節(jié)范圍。⑵在電源滑動變阻器和用電器一定的條件下，限流電路消耗的電能小于分壓電路消耗的電能。5．選擇原則：由于限流式電路能節(jié)約能源，一般情況下優(yōu)先選擇限流式接法（以提高電路效率）。但在下列幾種情況下，必須選擇分壓式連接方式：①當(dāng)滑動變阻器全電阻遠(yuǎn)小于被測電阻時，且實驗要求電壓（電流）的變化范圍較大；②明確要求某部分電路的電壓從零開始變化；例：測定小燈泡的伏安特性曲線。③若采用限流接法，電路中的最小電流仍超過用電器的額定電流。三、閉合電路歐姆定律②電源的外特性曲線——路端電壓Ｕ隨電流Ｉ變化的圖象：(U一I關(guān)系圖線)圖象的函數(shù)表達(dá)：U＝E－Ir當(dāng)外電路斷路時(即R→∞,I＝0)，縱軸上的截距表示電源的電動勢Ｅ(Ｅ＝Ｕ端)；當(dāng)外電路短路時(R＝0,U＝0)，橫坐標(biāo)的截距表示電源的短路電流I短=E/r；圖線的斜率的絕對值為電源的內(nèi)電阻．某點縱坐標(biāo)和橫坐標(biāo)值的乘積為電源的輸出功率，在圖中的那塊矩形的“面積”表示電源的輸出功率，該直線上任意一點與原點連線的斜率表示該狀態(tài)時外電阻的大??；當(dāng)Ｕ＝E/2(即R=r)時，Ｐ出最大。η＝50％注意：坐標(biāo)原點是否都從零開始：若縱坐標(biāo)上的取值不從零開始取，則該截距不表示短路電流。(4).閉合電路的輸出功率①電源的總功率：P總=IE=IU外十IU內(nèi)=IU＋I(xiàn)2r，(閉合電路中內(nèi)、外電路的電流相等，所以由Ｅ＝Ｕ外＋Ｕ內(nèi))②電源的輸出功率與電路中電流的關(guān)系:Ｐ=Ｕ×Ｉ；當(dāng)Ｉ↑時Ｕ↓，當(dāng)Ｉ↓時Ｕ↑，表明ＵＩ有極值存大。當(dāng)時,電源的輸出功率最大，③電源的輸出功率與外電路電阻的關(guān)系:(等效于如圖所示的電路)當(dāng)R＝r時(I=E/2r),電源有最大輸出功率：結(jié)論：當(dāng)外電路的電阻等于電源的內(nèi)阻時，電源的輸出功率最大。要使電路中某電阻R的功率最大；條件R=電路中其余部分的總電阻例：電阻R的功率最大條件是：R=R0+r輸出功率隨外電阻Ｒ變化的圖線(如圖所示)；由圖象可知，I.對應(yīng)于電源的非最大輸出功率P可以有兩個不同的外電阻Rl和R2，不難證明．II.當(dāng)R<r時，若R增大，則P出增大；III.當(dāng)R>r時，若R增大，則P出減?。甀V.在電源外特性曲線上某點縱坐標(biāo)和橫坐標(biāo)值的乘積為電源的輸出功率，在圖中的那塊矩形的面積表示電源的輸出功率，當(dāng)Ｕ＝時，Ｐ最大。應(yīng)注意:對于內(nèi)外電路上的固定電阻，其消耗的功率僅取決于電路中的電流大?、茈娫磧?nèi)阻上的熱功率：Ｐ內(nèi)＝Ｕ內(nèi)Ｉ＝I2ｒ。⑤電源的供電效率當(dāng)電源的輸出功率達(dá)最大時，η＝50％。第二部分：經(jīng)典例題講解1某同學(xué)用如圖3所示電路，測繪標(biāo)有“3.8V，0.3V”的小燈泡的燈絲電阻R隨電壓U變化的圖象。圖3圖3電流表：A1(量程100mA，內(nèi)阻約2Ω)A2(量程0.6A，內(nèi)阻約0.3Ω)電壓表：V1(量程5V，內(nèi)阻約5Ω)V2(量程15V，內(nèi)阻約15Ω)電源：E1(電動勢為1.5V，內(nèi)阻為0.2Ω)E2(電動勢為4V，內(nèi)阻約為0.04Ω)為了調(diào)節(jié)方便，測量準(zhǔn)確，實驗中應(yīng)選用電流表___________，電壓表______________，滑動變阻器________________，電源___________________。(填器材的符號)②根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，計算并描繪出R-U的圖象如圖所示。由圖象可知，此燈泡在不工作時，燈絲電阻為___________；當(dāng)所加電壓為3.00V時，燈絲電阻為____________，燈泡實際消耗的電功率為___________W。ABCD③根據(jù)R-U圖象，可確定小燈泡耗電功率P與外加電壓UABCD2為測定一節(jié)蓄電池的電動勢和內(nèi)阻(內(nèi)阻約為0.5Ω)，實驗可能采用的電路圖如圖4甲、乙所示。為防止調(diào)節(jié)滑動變阻器時造成短路，電路中連接了一個保護電阻R0，除蓄電池、開關(guān)、導(dǎo)線外，可供使用的實驗器材還有：圖4A．電流表(量程0.6A，內(nèi)阻約圖4B．電壓表(量程3V，內(nèi)阻約6kΩ)C．電壓表(量程15V，內(nèi)阻約30kΩ)D．定值電阻(阻值1Ω，額定功率5W)E.定值電阻(阻值10Ω，額定功率10W)F．滑動變阻器(阻值范圍0～10Ω，額定電流2A)G．滑動變阻器(阻值范圍0～200Ω，額定電流lA)⑴實驗應(yīng)采用電路(填“甲”或“乙”)；⑵電壓表應(yīng)選，定值電阻應(yīng)選,滑動變阻器應(yīng)選。(填相應(yīng)儀器的序號)第三部分：課堂練習(xí)1、在閉合電路中，下列敘述正確的是(A.閉合電路中的電流跟電源電動勢成正比，跟整個電路的電阻成反比B.當(dāng)外電路斷開時，路端電壓等于零C.當(dāng)外電路短路時，電路中的電流趨近于D.當(dāng)外電阻增大時，路端電壓也增大2、關(guān)于電源電動勢的說法，正確的是(A.在某電池的電路中每通過2C的電荷量，電池提供的電能是4J，那么這個電池的電動勢是0.5VB.電源的路端電壓增大時，其電源電動勢一定也增大C.無論內(nèi)電壓和外電壓如何變化，其電源電動勢一定不變D.電源的電動勢越大，電源所能提供的電能就越多3、有一電動勢為3V，內(nèi)阻不能忽略的電池兩端接一電阻R，1C電荷通過R時.在R上產(chǎn)生的熱量( )A.大于3J B.小于3JC.等于3J D.電源內(nèi)阻未知，無法確定4、在燈泡旁并聯(lián)一只大功率的電爐，發(fā)現(xiàn)電燈變暗，這是因為( )A.電爐從電燈上分出了一部分電流B.輸電線上電壓增大，電燈上電壓下降C.電爐的額定電壓大于電燈的額定電壓D.原來電燈上的電壓有一部分分給了電爐5、如圖所示電路中，電源的內(nèi)電阻不能忽略.已知定值電阻R1=10Ω，R2=8Ω.當(dāng)開關(guān)S接到位置1時，電壓表V的示數(shù)為2V；當(dāng)開關(guān)S接到位置2時，電壓表V的示數(shù)可能為( )A.2.2V BC.1.6V D.1.3V55題圖7題圖6、一電源(電動勢為E，內(nèi)阻為r)，當(dāng)它和一標(biāo)有“6V3W”的小燈泡構(gòu)成閉合回路時，小燈泡恰好正常發(fā)光.如果該電源與一標(biāo)有“6V6W”的小燈泡構(gòu)成一閉合回路，該燈泡( )A.正常發(fā)光 B.比正常發(fā)光暗C.比正常發(fā)光亮 D.因不知電源內(nèi)阻的大小，故無法確定7、如圖所示電路中、、B兩燈均正常發(fā)光，R為一滑動變阻器，P為滑動片，若將滑動片向下滑動，則( )A、燈變亮 B、燈變亮C.R1上消耗功率變太 D.總電流變小8、如圖所示，電源電動勢為E，內(nèi)阻為r，R1是定值電阻，R2是可變電阻，下述結(jié)論正確的是( )A.R2越大，R2上消耗功率越大B.R2越大，R1上消耗功率越大C.當(dāng)R1=R2+r時，R1上消耗的電功率最大D.當(dāng)R2=R1+r時，R2上消耗的電功率最大88題圖9題圖9、如圖所示電路中，當(dāng)開關(guān)S閉合時，電流表和電壓表讀數(shù)的變化是( )A.兩表讀數(shù)均變大B.兩表讀數(shù)均變小C.電流表讀數(shù)增大，電壓表讀數(shù)減小D.電流表讀數(shù)減小，電壓表讀數(shù)增大10題圖10、如圖所示電路中，電動勢為E，內(nèi)阻為r的電源與一滑動變阻器構(gòu)成閉合電路，當(dāng)滑動觸片移動時，滑動變阻器兩端電壓和電路中電流的關(guān)系圖象如下圖中的( 10題圖11、如圖所示的電路中，E、r、R1已知，可變電阻R2的最大值.(1)當(dāng)R2=______時，R1的電功率P1有最大值，最大值為______；(2)當(dāng)R2=______時，R2的電功率P2有最大值，最大值為______；(3)當(dāng)R2=______時，電源功率PE有最大值，最大值為______；(4)當(dāng)R2=______時，電源內(nèi)部消耗的功率P′有最小值，最小值為______1111題圖12題圖12、如圖所示的電路中，電阻R1=6Ω，R2=3Ω，S斷開時，電流表示數(shù)為0.9A，S閉合時，電流表示數(shù)為0.8A，則電源電動勢為E=______V13、某種電池的電動勢為12V，表明在電池內(nèi)部，當(dāng)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為______時，可使4C電荷量的電荷具有______J的能14、如圖所示，電源電動勢為E=30V，內(nèi)阻為r=1Ω，電燈上標(biāo)有“6V12W”字樣，直流電動機線圈電阻R=2Ω.若電燈恰能正常發(fā)光，求電動機輸出的機械功率1414題圖15題圖15、如圖所示電路中，R3=4Ω，電流表讀數(shù)為0.75A，電壓表讀數(shù)為2V，由于某一電阻斷路，使電流表讀數(shù)為0.8A，而電壓表讀數(shù)為3.2V問:(1)哪一只電阻斷路?(第四部分：課后作業(yè)1、單位電荷繞閉合電路一周，如外電路是純電阻電路，外電路中產(chǎn)生的熱量僅決定于( )A.電流的大小，且與電流的平方成正比B.電源電動勢的大小，且與電動勢的大小成正比C.路端電壓的大小，且與路端電壓的大小成正比D.各部分電阻值的大小，且與電阻值成反比2、如圖所示的電路中，當(dāng)可變電阻R的阻值增大時( )A.UAB增大 B.UAB減小C.IR增大 D.IR減小22題圖3題圖3、如圖所示的電路中，電源電動勢為6V，當(dāng)開關(guān)S接通后，燈泡L1和L2都不亮，用電壓表測得各部分電壓是Uab=6V，Uad=0，Ucd=6V，由此可判定( )A.L1和L2的燈絲都燒斷了 B.L1的燈絲燒斷了C.L2的燈絲燒斷了 D.變阻器R斷路4、如圖所示為兩個不同閉合電路中兩個不同電源的U-I圖象，則下列說法中正確的是( )A.電動勢E1=E2，短路電流I1>I2B.電動勢E1=E2.內(nèi)阻r1>r2C電動勢E1>E2，內(nèi)阻r1<r2D.當(dāng)兩電源的工作電流變量相同時，電源2的路端電壓變化較大44題圖5題圖5、如圖所示的電路中，A、B、C、D是四只相同的燈泡.當(dāng)滑動變阻器的滑動片向下滑動時，下列說法正確的是( )A、燈變亮 B、燈變亮C、燈變亮 D、燈變亮6、一個電源分別接上8Ω和2Ω的電阻時，兩電阻消耗的電功率相等，則電源內(nèi)阻為( )A.1Ω B.2Ω C.4Ω D.8Ω7、電動勢為E、內(nèi)阻為r的電池與固定電阻R0、可變電阻R串聯(lián)，如圖所示，設(shè)R0=r，Rab=2r.當(dāng)變阻器的滑動片自a端向b端滑動時，下列各物理量中隨之減小的是( )A.電池的輸出功率B.變阻器消耗的功率C.固定電阻R0上消耗的功率D.電池內(nèi)電阻上消耗的功率77題圖10題圖8、一小型水力發(fā)電站利用兩根輸電線給一個小山村供電，由于住戶較為分散，使輸電線路較長.若用戶直接在并聯(lián)輸電線上安裝同一規(guī)格電燈，則下列說法正確的是( )A.沿輸電線靠近發(fā)電站的燈較亮B.沿輸電線遠(yuǎn)離發(fā)電站的燈較亮C.沿輸電線離發(fā)電站較遠(yuǎn)的用戶越多，這些用戶的燈越暗D.所有燈亮度相同